摩擦材料的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及在汽车等的盘式制动器垫中使用的通过将 NAO(Non-Asbestos-Organic，无石棉有机）材料的摩擦材料组合物进行成型而得到的摩擦 材料。
【背景技术】
[0002] 以往，人们使用盘式刹车作为轿车的制动装置，作为其摩擦构件，使用了通过在钢 铁等金属制的基体构件上贴附摩擦材料而得到的盘式制动器垫。
[0003] 摩擦材料分类为如下几种材料：含有相对于摩擦材料组合物总量为30重量％以 上不足60重量％的钢纤维作为纤维基材的半金属摩擦材料，在纤维基材的一部分中包含 钢纤维并且含有相对于摩擦材料组合物总量不足30重量％的钢纤维的少金属摩擦材料， 不包含钢纤维、不锈钢纤维等钢系纤维作为纤维基材的NA0材料。
[0004] 在要求开发刹车噪音产生少的摩擦材料的近些年里，越来越广泛使用的是使用了 不包含钢系纤维且由结合材料、纤维基材、润滑材料、钛酸金属盐、无机摩擦调整材料、有机 摩擦调整材料、pH调整材料、填充材料等构成的NA0材料的摩擦材料的盘式制动器垫。
[0005] 在盘式制动器垫中使用的NA0材料的摩擦材料方面，为了确保耐失效性（fade resistance)和耐磨耗性，因而添加了相对于摩擦材料组合物总量为5~20重量％左右的 铜、铜合金的纤维或颗粒等铜成分作为必需成分。
[0006] 然而近年来有人揭示出存在有如下的可能性：这样的摩擦材料在制动时以磨耗粉 的方式排出铜，这些排出的铜流入于河川、湖、海洋而污染水域。
[0007] 在这样的背景下，在美国的加利福尼亚州、华盛顿州通过了如下的法案：在2021 年及其后，禁止使用了含有5重量％以上的铜成分的摩擦材料的摩擦构件的销售以及向新 车中的组装，在2025年及其后，禁止使用了含有0. 5重量％以上的铜成分的摩擦材料的摩 擦构件的销售以及向新车中的组装。
[0008] 而且，可预料到今后这样的规定会波及到全世界，因而削减NA0材料的摩擦材料 中所含的铜成分成为当务之急，因削减NA0材料的摩擦材料中所含的铜成分而导致降低的 耐失效性和耐磨耗性的改善则成为课题。
[0009] 在专利文献1中记载了一种摩擦材料，其通过将含有相对于摩擦材料组合物总量 为0. 5~50重量％的金属锡或锡合金和相对于摩擦材料组合物总量为0. 001~4. 999重 量％的铜的摩擦材料组合物进行成型而成。
[0010] 在专利文献2中记载了一种无石棉摩擦材料组合物以及将该无石棉摩擦材料组 合物进行成型而成的摩擦材料，该无石棉摩擦材料组合物是含有结合材料、有机填充材料、 无机填充材料以及纤维基材的无石棉摩擦材料组合物，该摩擦材料组合物中的铜的含量按 铜元素计为5%质量以下，除了铜以及铜合金以外的金属纤维的含量为0. 5%质量以下，含 有云母以及粒径90ym以下的石墨作为无机填充材料，且不含粒径超过90ym的石墨。
[0011] 然而，专利文献1和/或专利文献2中记载的摩擦材料虽然在铜成分的含量方面 满足了上述的法规，但是不能说充分确保了耐失效性和耐磨耗性的要求性能。
[0012] 在专利文献3中记载了一种摩擦材料，其为包含纤维基材、树脂结合剂以及填充 剂的摩擦材料，作为前述填充剂，含有一种薄片化造粒石墨，其为将鳞状天然石墨进行薄片 化且进行造粒而得到的薄片化造粒石墨，平均粒径为100~1000ym，且体积密度为0. 10~ 0? 20g/cm3〇
[0013] 该薄片化造粒石墨通过如下方式形成：通过将鳞状天然石墨进行劈开而薄片化， 将其与煤焦油沥青、或者块体中间相沥青（bulkmesophasepitch)、或者酸醛树脂（phenol resin)、聚酰亚胺树脂等石墨化性粘合剂进行混合、混炼，造粒之后进行碳化焙烧，或者进 行碳化焙烧之后进行粉碎，从而形成出；因而粒径比较大，体积密度比较小，因而具有恰当 地提高摩擦材料的气孔率的效果。
[0014] 关于薄片化造粒石墨，颗粒全体被石墨化性粘合剂涂布，薄片化石墨本来具有的 导热性、导电性等特性被石墨性粘合剂阻碍，因而无法期待除了提高气孔率以外的效果。
[0015] 另外，通过削减在摩擦材料中所含的铜成分，使得在制造工序中各种各样的问题 也明显化。
[0016] 盘式制动器垫经由如下工序而制造：混合工序，通过使用混合机均匀地混合按规 定量配混了的摩擦材料组合物；加热加压成型工序，将所获得的摩擦材料原料混合物与另 行预先进行了洗涤、表面处理并且涂布了粘接材料的衬板（backplate)进行重叠，并投入 于热成型模，进行加热加压而成型；热处理工序，将获得的成型品加热而完成结合材料的固 化反应；涂装涂料的涂装工序；涂装烧结工序，将涂料进行烧结；研磨工序，利用旋转磨石 而形成摩擦面。予以说明，也存在有在加热加压成型工序之后，按照涂装工序、兼作涂装烧 结的热处理工序、研磨工序的顺序制造的情况。
[0017] 关于涂装工序，由于相比较于涂装了有机溶剂涂料等液体涂料的喷雾涂装而言， 具有如下优点：涂膜性能优异，涂料的回收也容易，并且也没有由挥发性有机溶剂导致的环 境负担，因而采用了专利文献4那样的使用了粉体涂料的静电粉体涂装。
[0018] 关于涂装，虽然以防锈为目的而仅实施于金属制的衬板的外表面，但是近年来，为 了提高盘式制动器垫的商品价值，不仅在衬板的外表面而且在除了摩擦面以外的摩擦材料 的外周侧面也进行涂装。
[0019] 在摩擦材料中包含金属材料的情况下，摩擦材料也具有导电性，因而可与金属制 的衬板同样地将摩擦材料进行静电粉体涂装。然而，通过削减铜成分而显著降低了摩擦材 料的导电性，使得基于静电的粉体涂料的附着力变弱，因而向摩擦材料侧面的涂装变难。
[0020] 现有技术文献
[0021] 专利文献
[0022] 专利文献1 :美国公开专利2010/0331447号公报
[0023] 专利文献2 :日本特许第5057000号公报
[0024] 专利文献3 :日本特开平8-135701号公报
[0025] 专利文献4 :日本特开平6-320067号公报
【发明内容】
[0026] 发明想要解决的课题
[0027] 本发明的目的在于提供一种摩擦材料，其为在盘式制动器垫中使用的将NA0材料 的摩擦材料组合物进行成型而得到的摩擦材料，可一边满足涉及铜成分的含量的法规，一 边确保耐失效性和耐磨耗性的要求性能，进一步使得基于静电粉体涂装的涂装性良好。 [0028] 用于解决问题的方案
[0029] 本发明人反复进行了深入研究，结果发现通过使用如下的摩擦材料组合物可解决 上述课题，从而完成了本发明：该摩擦材料组合物是在盘式制动器垫中使用的将NA0材料 的摩擦材料组合物进行成型而得到的摩擦材料，含有特定量的具有特定的平均粒径的薄片 状石墨颗粒作为润滑材料，摩擦材料组合物中所含的铜成分的总量相对于摩擦材料组合物 总量而言不足5重量％。
[0030] 本发明是在盘式制动器垫中使用的将NA0材料的摩擦材料组合物进行成型而得 到的摩擦材料，是以如下技术为基础的摩擦材料。
[0031] (1) -种摩擦材料，其为在盘式制动器垫中使用的摩擦材料，并且是将摩擦材料组 合物进行成型而成的摩擦材料，其特征在于，前述摩擦材料组合物含有相对于摩擦材料组 合物总量为〇. 3~5重量％的平均粒径为1~100ym的薄片状石墨颗粒作为润滑材料，摩 擦材料组合物中所含的铜成分的总量相对于摩擦材料组合物总量而言不足5重量％。
[0032] (2) (1)所述的摩擦材料，其特征在于，前述薄片状石墨颗粒以凝聚物的形态含于 摩擦材料组合物中。
[0033] (3) (1)或（2)所述的摩擦材料，其特征在于，前述摩擦材料组合物进一步含有相 对于摩擦材料组合物总量为2~10重量％的平均粒径100~400ym的云母。
[0034] 发明的效果
[0035] 本发明可提供一种摩擦材料，其为在盘式制动器垫中使用的将NA0材料的摩擦材 料组合物进行成型而得到的摩擦材料，既可满足涉及铜成分的含量的法规，又可确保耐失 效性和耐磨耗性，进一步使得基于静电粉体涂装的涂装性良好。
【附图说明】
[0036] 图1所示为使用本发明的摩擦材料而成的盘式制动器垫的一个例子的立体图。
【具体实施方式】
[0037] 在本发明中，在盘式制动器垫中使用的将摩擦材料组合物进行成型而得到的摩擦 材料中，使用一种摩擦材料组合物，其含有相对于摩擦材料组合物总量为〇. 3~5重量％的 平均粒径为1~100ym的薄片状石墨颗粒作为润滑材料，摩擦材料组合物中所含的铜成分 的总量相对于摩擦材料组合物总量而言不足5重量％。
[0038] 薄片状石墨颗粒是具有高的长宽比（aspectratio)的薄片形状的石墨颗粒，相比 于通常在摩擦材料中使用的天然鳞片状石墨、漂浮石墨（Kishgraphite)、热分解石墨而言 导热性大，通过如上述那样添加于摩擦材料组合物中，从而可提高摩擦材料的散热性。
[0039] 另外，薄片状石墨颗粒具有高的导电性，因而可赋予摩擦材料以导电性，在削减了 铜成分的情况下，也不会使基于静电粉体涂装的涂装性降低。
[0040] 薄片状石墨颗粒是：将通过使天然鳞片状石墨、漂浮石墨、热分解石墨等的颗粒进 行发热膨胀为数十至数百倍的膨胀石墨颗粒进行微粉碎而获得的石墨颗粒。
[0041] 膨胀石墨通过如下方法等而制造：向天然鳞片状石墨、漂浮石墨、热分解石墨等 石墨颗粒中添加高浓度的硫酸、硝酸以及氧化剂，在适当的温度反应适当的小时而合成硫 酸-石墨层间化合物，将其进行了水洗，然后在l〇〇〇°C的高温加热，从而在石墨粒的厚度方 向膨胀了 100~300倍。
[0042] 薄片状石墨颗粒通过如下方法等而制造：在将液体填充于利用上述方法等而获得 的膨胀石墨颗粒的空隙内的状态下或在将该液体冻结了的状态下进行粉碎的方法；将膨胀 石墨颗粒分散于液体中，在液体中使超声波发生作用的方法；将膨胀石墨颗粒分散于液体 中，在液体中使磨碎媒介（Millingmedia)发生作用而磨碎的方法；将膨脹石墨浸没于分 散介质，然后进行粗粉碎而制成石墨浆料，利用磨碎机将浆料进行微粉碎的方法。
[0043] 作为薄片状石墨颗粒，例如列举出ASBURYCARBONS,INC.制的SUR